1:500航测测绘技术

摘 要：本文笔者结合某工程实例，简单探讨了航测技术的重要性，为跟进城市经济建设不断加快的步伐，满足城市建设水平对数字地形图的需要。仅供参考。

关键词: 1：500航测;测绘；数字地图

工程概况

某1:500航测工程测区内地势由西北向东南倾斜，居民地呈集团式分布，3个建制镇居民点密集，毗连成片，巷道狭窄，作业较为困难。镇区外工厂、企业较多，各等外公路、大车路纵横交错，交通发达。

1控制测量

测区内布设的C、D级GPS控制点30座；一级导线点106 点；测区控制加密采用E级GPS控制进行补充布设和施测，共布设E级GPS控制点969点，每平方公里平均11点。E级GPS控制点埋石按一级导线点规格进行，E级GPS控制点布设情况见附图一。

本测区E级GPS控制点从001E～282E、301E～282E按顺序编号；新布设E级GPS控制点全部制作控制点点之记。

1.1 E级GPS控制点外业观测

本工程的E级控制点GPS测量分四个网进行观测，采用边点混联的形式。为确保网与网之间统一性和严密性，网与网之间进行部分点位重复观测，共重合14点。外业数据采集使用3台套Trimble R8 GNSS、9台套Trimble4600LS和1台套Trimble R3接收机进行观测，每个同步环观测的时间均大于45分钟，卫星高度角≥15°，数据采样间隔为15s，时段中任一卫星有效观测时间≥15min,有效卫星总数≥4，PDOP≤6。

1.2 E级GPS控制点平差计算

基线预处理及基线向量网采用Trimble公司的Trimble Geomatis Offie软件进行，所有基线处理完毕，把可用基线输出成适用CosaGPS软件的数据格式；基线向量网平差采用武汉大学测绘与技术学院开发的CosaGPS软件进行平差。同步环符合《GPS测量规范》精度要求。运用CosaGPS软件进行平差，先调入基线数据，进行三维约束平差，然后进行二维约束平差。

1.3 E级GPS控制点平差精度情况

1.3.1该片区A标段1:500航测数字化测绘工程E级GPS控制网一

组成50个同步环，环闭合差最大8.391ppm，最小0.259ppm，限差±10ppm；

组成36个异步环，环闭合差最大9.683ppm，最小0.650ppm，限差±10ppm。

控制网的三维约束平差的精度：

最弱点点位误差: 0.98 cm [838E]

最弱边相对误差：1/46000 [336E 337E]

控制网的二维约束平差的精度：

最弱点点位误差: 0.32cm[838E]

最弱边相对误差：1/50000 [336E 337E]

1.3.2该片区A标段1:500航测数字化测绘工程E级GPS控制网二

组成83个同步环，环闭合差最大9.898ppm，最小0.282ppm，限差±10ppm。

组成33个异步环，环闭合差最大9.927ppm，最小1.507ppm，限差±10ppm。

控制网的三维约束平差的精度：

最弱点点位误差: 1.52 cm [192E]

最弱边相对误差：1/34000 [028E 027E]

控制网的二维约束平差的精度：

最弱点点位误差: 1.16cm[027E]

最弱边相对误差：1/22000 [028E 027E]

控制网之间点位重复观测，两次观测平差计算的坐标差值最大为023E，X差值为0.024m, Y差值为0.004m；大地高差值最大为695E，差值为0.039m，精度符合规范及设计要求，重合点取两组数据中数作为最终成果。

2像控测量

本测绘工程像控点布设采用区域网布点和特殊布点2种方法，共布设像控点645点。

2.1区域网布点

区域网布点的航线方向跨度为4条基线，旁向跨度为2条航线（如图一）。在基线之间首未加布平高点。不规则区域网布点，在凹凸拐角处加布平高点。

2.2 像控点编号

本工程像控点从F001-F329、F351-F502按顺序编号，补点像控点从BF01-BF08、FF300-FF391按顺序编号。

2.3像片的整饰

测区注于像片正面上方中央，在测区名称下方注航线号和像片号，航线号自北到南按顺序统一编号，像片号取航摄时编号（用后4位数字）。

像片正面整饰：像控点用直径为7mm的红色圆圈整饰。点号（点名）和高程注记用红色以分式注记，分子为点号，分母为高程。高程注记刺点目标具体部位的高程。像片的反面用整饰以相应符号标出点位、点号，确切说明刺点位置，绘出略图。点位略图、说明、刺孔三者一致，刺点者、检查者均签名及注日期。航线间共用的像控点全部在邻航线的基本片上转标，注明点号和说明刺点片号。

2.4像控点测量作业方法

区域一起算数据：控制点025C、029C、098D、301E、090D、035C、111D、123D、125D和A734作为RTK测量的校正点。

区域二起算数据：控制点040C、127D、130D、A654、123D、125D和A734作为RTK测量的校正点。

外业采用三台套Trimble R8 GPS接收机。

采用GPS-RTK模式测量时架设的基准站有：0060、029C、098D、105D、123D、040C、127D、A717、100D、025C、A639。

2.5精度情况

区域一精度统计：根据作为RTK测量的校正点得出的水平残差最大为：0.019m，最小为0.000m；垂直残差最大为：0.032m，最小为0.001m；

区域二精度统计：根据作为RTK测量的校正点得出的水平残差最大为：0.025m，最小为0.004m；垂直残差最大为：0.025m，最小为0.003m。

3、空三加密

本工程采用中国测绘科学院研发Geolord-AT自动空三软件为平台进行生产，其加密成果直接转入VirtuoZo、JX4C全数字测图系统连接调用，实现空三加密成果与数字化测图工序间无损接轨。

3.1加密分区

参考外业像控网布设方案，进行内业空三加密分区：本测区采用航带法光束平差，共划分11个区。

3.2加密点选点

本工程加密点选点按如下方法进行作业：

(1)、加密需要的连接点位置选在如图所示的1、2、3、4、5、6六个标准点位附近。少量标准点位的选点目标不适合，增加连接点的数量，提高连接强度。

(2)、点位距离像片各类标志均大于1mm。

(3)、林区部分加密点选在林间空地的明显点上。

(4)、本工程四周为自由图边，部分加密点选在图廓线外。

3.2空三构网及平差

全数字空中三角测量采用GeoLord-AT进行空三加密和平差解算。

像幅框标内定向（*.outkb）选航线拼接点、模型连接点像对模型点相对定向（*.outs）航带法整体平差（*.outp）航带粗差调整后，整个区域光束法整体平差（*.outb）加密区域网间公共点接边(*.outc) 输出该区加密成果（*.jmb*.shp*.dmc*.sel）。

参数设置：包括输入测区信息、像机信息文件、像控点文件。

3.4空三加密精度

本工程空中三角测量加密的所有控制点的精度满足以下要求：

①UCX是数字影像，不需要内定向；

②相对定向，平地、丘陵地标准点上残余上下视差小于0.015mm，检查点上残余上下视差小于0.02mm。

③加密点中误差和绝对（大地）定向后，基本定向点残差、多余控制点的不符值及区域网间公共点的较差均小于下表规定（祥见附表一）：

④内定向、相对定向、绝对定向均在自动空中三角测量中完成，在后续全数字测图中不再进行。

⑤相对定向：全数字摄影测量系统通过匹配自动完成相对定向，给出定向结果，由于参与定向的点数较多，删除部分误差较大的点，点位较少的区域，进行人工加点，匹配编辑。

⑥所有的高等级点全部反求，超限和错误的查明原因，认真处理，处理意见记在定向手薄中。平面或高程大于2倍中误差的点，视为粗差，予以剔除。超限的外业控制点做好文字记录，由项目负责人协同解决。

⑦确定像对区域和生成核线影像：作业区域的确定靠近控制点连线，在全数字摄影测量软件中通过观察模型拼接结果确定作业区域。

3.5精度评价

根据航线摄影情况，划分测区加密。各区域加密过程计算误差参见计算成果outkb、outs、outp、outb等误差信息文件，各区域平差结果精度指标统计见附表一。

4、内业数据采集及外业调绘与补测

航测内业采用全数字摄影测量工作站VirtuoZo系统或JX4系统进行数据采集。采用专门的绘图软件cass7.1进行数据编辑。

4.1、数据采集的原则：采用先内业后外业的作业方法，内业按立体模型定位，外业实地定性；

4.2、数据采集的内容:数据采集的内容主要有七大类：即居民地和垣栅、工矿建筑及其它设施、道路及附属设施、管线及附属设施、水系及附属设施、地貌、植被。

5、结论

随着现代科技的发展，1：500航测数字化测绘技术的将逐步完整和改善，使其成果、成图精度满足1:500航测数字化精度要求.满足城市建设水平对数字地形图的需要。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。